JP2515783B2 - シンクロトロン放射光発生装置 - Google Patents

シンクロトロン放射光発生装置

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JP2515783B2
JP2515783B2 JP62060982A JP6098287A JP2515783B2 JP 2515783 B2 JP2515783 B2 JP 2515783B2 JP 62060982 A JP62060982 A JP 62060982A JP 6098287 A JP6098287 A JP 6098287A JP 2515783 B2 JP2515783 B2 JP 2515783B2
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達 村下
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はシンクロトロン放射光(以下SOR光と略す)
発生装置に係り、特にSOR光発生装置(以下SOR装置と略
す)を小型化するのに好適なビームアブソーバーを有す
るSOR装置に関する。
〔従来の技術〕
従来加速器や大型SOR装置では、高エネルギ研究所レ
ポート、No.81−2(1981年)の57頁から61頁において
論じられているように、荷電粒子ビームの軌道を曲げて
SOR光を取出す偏向部は、短い区間に集中して配置する
のではなく、直線部と偏向部の組合わせで全体に均等に
配置されている。
従つて、SOR光照射によつて真空チヤンバの壁面から
発生するガス源も、荷電粒子ビーム軌道に沿つてほぼ均
等に分散しており、しかも、偏向部でSOR光照射によつ
て発生したガスは、偏向部内周側の組込みポンプだけで
なく、隣接する直線部に設けた真空ポンプをも利用して
排気できるため、真空チヤンバ内を超高真空に保ち、荷
電粒子ビームの寿命を長時間化することができている。
〔発明が解決しようとする問題点〕
SOR光が直接照射される部位には、従来ステンレス鋼
やアルミニウム合金材が用いられている。これらの材料
にSOR光が照射されると光刺激反応によつて多量のガス
が発生する。
発生するガス量は単なる熱脱離による放出ガス量にく
らべ10倍から100倍も多いため、真空チヤンバ内を超高
真空に維持しようとすれば、真空ポンプを多数取付ける
必要がある。
また、SOR装置を小型化するために1偏向部での荷電
粒子ビームの偏向角を大きく設計した場合には、1偏向
部で多量のガスが発生するため、真空ポンプを多数設け
る必要があるが、設置スペースの制約からポンプ台数に
制限があり、真空チヤンバ内を超高真空に維持できず、
荷電粒子ビームの寿命が短くなるという問題があつた。
本発明の目的は、荷電粒子ビームの寿命を長くでき、
かつ偏向部真空チャンバの縦断面形状の大きさを小さく
できるシンクロトロン放射光発生装置を提供することに
ある。
〔問題点を解決するための手段〕
上記目的は、偏向部真空チャンバ内のシンクロトロン
放射(SOR)光が照射される位置、あるいは当該位置及
びSOR光の反射光が当たる位置に99.99%以上の高純度の
銅又はアルミニウムからなるビームアブソーバーを設
け、このアブソーバーの一部を前記偏向部真空チャンバ
の外側に突出させ、この突出したアブソーバーの部分に
冷却管を設けることによって達成される。
SOR光が照射される位置、あるいは当該位置及びSOR光
の反射光が当たる位置としては、具体的には以下の位置
があげられる。
(1)真空チャンバ内面のガスの発生を抑制するのに十
分な広さの所要部分又は全面。
(2)偏向電磁石を支持するサポートのSOR光が照射さ
れる部分。
(3)荷電粒子ビームの出口側ダクトの外周部。
〔作用〕
本発明によれば、真空チャンバ内のシンクロトロン放
射光が照射される位置、あるいは当該位置及びSOR光の
反射光が当たる位置に99.99%以上の高純度の銅又はア
ルミニウムからなるビームアブソーバーを設けることに
より、SOR光照射に伴い光刺激反応で材料表面や内部か
ら放出されるガス量が減少する。特に、99.99%以上の
高純度のものを用いることにより、結晶中に固溶してい
るガス量が極めて少ないので、内部から放出されるガス
量を十分に低減して真空チャンバ内を超高真空に維持で
き、荷電粒子ビームの長寿命化を図ることができる。ま
た、熱伝導率の高い銅又はアルミニウムを用いることに
より、SOR光照射に伴う発熱を抑制するための冷却が容
易になる。
更に、偏向部真空チャンバの外側に突出したアブソー
バーの部分に冷却管を設けているので、冷却管は偏向部
真空チャンバの外側に位置する。このため、偏向部真空
チャンバの縦断面形状の大きさを小さくできる。
〔実施例〕
以下本発明の一実施例を第1図〜第6図を用いて説明
する。
第1図は小型SOR装置の偏向部の平面図である。1は
真空チヤンバでありC型に近い半円型形状をしており、
一端から荷電粒子ビームが入射し、他端から荷電粒子ビ
ームが出る。真空チヤンバ1の外周部は、偏向電磁石
(図示せず)の鉄芯7の外周端より外側に張出してお
り、この張出した部位にはSOR光を取出す4個のSOR光取
出しポート3と4組の真空ポンプ2が設けられている。
真空ポンプ2は真空チヤンバ1の製作性を考慮して、真
空チヤンバ1の外周側に等間隔に配置してある。
真空チヤンバ1の内部には、偏向部電磁石を支持する
サポート5がSOR光に平行に、かつ、真空チヤンバ1の
外周端から離れた位置に配置されている。更に、各々の
サポート5はSOR光取出しポート3に向かうSOR光の当た
らない位置に配置されている。
理解を深めるために真空チヤンバ1の内部構造を第2
図を用いて説明する。第2図において、8は偏向電磁石
であり、鉄芯7と組合せて磁気回路を形成している。
鉄芯7と偏向電磁石8の間には真空チヤンバ1が挿入
され、かつ偏向電磁石8を支持するサポート5が真空チ
ヤンバ1を垂直に貫通して設けられている。
真空チヤンバ1の外周側には真空ポンプが、上下に1
台ずつ、すなわち上側にはイオンポンプ2aが、下側には
チタンゲツタポンプ2bが設けられている。当然ではある
が、これらの真空ポンプ2は真空チヤンバ1の上下に設
けられているので、真空ポンプ2内には、SOR光4は直
線照射されない。
真空チヤンバ1の外周側内面の直接SOR光が照射され
る位置(第1図との対応ではA部)には、単結晶材のビ
ームアブソーバー31が設けられている。このビームアブ
ソーバー31の取付構造を第3図を用いて更に詳しく説明
する。
第3図に示す如く、真空チヤンバ1の外周側内面には
ビームアブソーバー31が固定されている。ビームアブソ
ーバー31の一端は真空チヤンバ1を貫通し水冷パイプ32
に接続しており、水冷される。ビームアブソーバー31と
真空チヤンバ1は溶接やハーメチツクシール等の手段に
より真空シールされている。本実施例は、水冷パイプ32
が真空チャンバ1の外側に位置しているので、水冷パイ
プ32を真空チャンバ1の内側に設けた場合に比べて、真
空チャンバ1の縦断面形状の大きさを小さくできる。
次に第4図を用いてサポート5の形状を更に詳しく説
明する。第4図は第1図のサパート5と荷電粒子ビーム
軌道6及びSOR光4の位置関係を示したものである。
第4図においてサポート5の内周側には単結晶のビー
ムアブソーバー33が取付けられ、ビームアブソーバー33
の端点E1,F1には、荷電粒子ビーム軌道6上の各々E点,
F点から発生するSOR光4a,4bが到達する。直線EE1,FF1
各々荷電粒子ビーム軌道6のE点,F点における接線を表
わし、SOR光の軌跡に一致する。サポート5の外周側の
端点E2,F2は各々2直線EE1,FF2の内側に配置され、サポ
ート5の側面E1E2,F1F2及び後端E2F2には直接SOR光4が
照射されない構造となつている。
サポート5端部のビームアブソーバー33にはSOR光4
が直接照射されるので、SOR光による加熱を防止するた
め冷却されている。第5図に示す如く、ビームアブソー
バー33の一端は真空チヤンバ1を貫通し、コイル真空槽
11と真空チヤンバ1との間の空間で水冷パイプ10に接続
している。
ここで再び第1図を用いて説明する。偏向部真空チヤ
ンバ1の両端には直線ダクト14a,14bが接続している。
荷電粒子ビーム入口側のダクト14aには殆どSOR光が照射
されないが、出口側のダクト14bの外周側にはSOR光が照
射されるので、第3図に示したものと同一構造のビーム
アブソーバー31が取付けられている。
第6図はSOR光取出しポート3と真空チヤンバ1の相
対位置関係を示しているが、SOR光取出しポート3は、
真空チヤンバ1の外周側に設けられている。
次に本実施例の作用及び効果について説明する。
第1図において偏向部真空チヤンバ1に荷電粒子ビー
ムが入射すると、偏向部電磁石で形成される磁場によつ
て、荷電粒子ビームは、ほぼ円に近い軌道6となつて真
空チヤンバ1の出口端から出ていく。
荷電粒子ビームの軌道6の接線方向にはSOR光4が発
生し、SOR光4の一部はSOR光取出しポート3から外部に
引出される。残りのSOR光は第1図Aで示した真空チヤ
ンバ1の外周側壁面と、サポート5の内周側端部を直接
照射するが、その部位には結晶粒界がなく、また、結晶
中に固溶しているガス量の少ない単結晶材のビームアブ
ソーバー31,33を取付けてあるので、発生するガス量は
少ない。また、ビームアブソーバー31,33はSOR光照射に
よつて発熱するが、第1図の実施例ではビームアブソー
バーを熱伝導率の高い銅、特に真空溶解(真空脱ガス処
理)した純度99.99%以上の銅で製作してあるので水で
容易に冷却できる。アルミニウム単結晶のビームアブソ
ーバーを用いても同様の効果を得るのはいうまでもな
い。
SOR光4の殆どは荷電粒子ビーム軌道6から離れた真
空チヤンバ1の外周端に到達する。従つてビームアブソ
ーバー31,33にSOR光4が照射された後の2次光電子によ
る放出ガス源も、荷電粒子ビーム軌道6から離れた外周
部に位置していることになる。しかも、発生したガスは
直近傍に配置され有効排気速度を大きくとれる真空ポン
プ2で排気しているので、荷電粒子ビーム軌道6に悪影
響を与えることなく真空チヤンバ1内を超高真空に保つ
ことができ、荷電粒子ビームの長寿命化を実現できる。
また、サポート5は、第4図で説明したようにSOR光
にほぼ平行に配置され、しかも、内周側の端部ビームア
ブソーバー33以外にはSOR光が直接照射されない構造と
なつているので、サポート5からのSOR光によるガス発
生量は最小限度に押さえられている。なお、通常の熱脱
離による材料表面からのガス放出速度は、SOR光による
ガス放出速度の約1/100であるので特に考慮する必要は
ない。
次に本発明の他の実施例について、第7図及び第8図
を用いて説明する。
第7図において、第1図と同一符号であれば、第1図
と同等の機能を有する。
第7図において、12は偏向部真空ダクトであり、荷電
粒子ビーム入口側の直線部ダクト14aとほぼ同一構造を
している。偏向部ダクト12には、4本のSOR光取出しダ
クト17が設けられ、更に、SOR光が直接照射される外周
側の部位(第7図A部)には、銅単結晶のビームアブソ
ーバー31が取付けられている。
SOR光取出しダクト17の鉄芯7より外周側の位置に
は、図示していないが上下に真空ポンプ2が設けられて
いる。この真空ポンプ2の取付状況は第2図と同一であ
る。
偏向部ダクト12の構造を第8図を用いて更に詳しく説
明する。
第8図において、偏向部電磁石8と鉄芯7に囲まれた
空間には偏向部ダクト12を配置してある。偏向部ダクト
12の外周側にはビームアブソーバー31が取付けられてお
り、図示してはいないが水冷されている。
次に本実施例の作用及び効果について説明する。第7
図において偏向部ダクト12の断面形状は、直線ダクト14
a,14bとほぼ同一なので荷電粒子ビーム軌道6の安定性
が良くなる。また、SOR光が直接照射される部位にはビ
ームアブソーバー31が取付けられているので、放出ガス
量を極少に抑制でき、荷電粒子ビームの寿命を長くする
ことができる。
また、本実施例では、放出ガスをSOR光取出しダクト1
7に取付けた真空ポンプ2と、直線部ダクトに設けた真
空ポンプ2で排気する構成(図示していない)にしてあ
るが、偏向部ダクト12の内周側に組込みポンプを配置し
てもさしつかえない。
更に、ビームアブソーバーとして単結晶を用いている
ので、純度が高くSOR光照射による放出ガス量は極少と
なつている。
また、ビームアブソーバーはSOR光が直接照射される
部位にのみ取付けてあるが、SOR光が照射される部位の
近傍にも取付けることにより、更に効果が高まるのは、
いうまでもない。
また真空ポンプは外周側にのみ設置されているので、
保守・点検が容易に行えるという利点がある。
〔発明の効果〕
本発明によれば、偏向部真空チャンバ内の真空度を高
めることができるので、荷電粒子ビームの寿命をより長
くできる。また、偏向部真空チャンバの縦断面形状の大
きさを小さくできる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明のシンクロトロン放射光発生装置の一実
施例を示す平面図、第2図は第1図のX−X断面図、第
3図は第1図のY−Y断面図、第4図は第1図の部分拡
大図、第5図は第4図のS−S断面図、第6図は第1図
のP−P断面図、第7図は本発明の他の実施例を示す平
面図、第8図は第7図のQ−Q断面図である。 1……真空チヤンバ、2……真空ポンプ、3……SOR光
取出しポート、4……SOR光、5……サポート、6……
荷電粒子ビーム軌道、7……鉄芯、8……偏向電磁石、
31……ビームアブソーバー。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 松本 学 土浦市神立町502番地 株式会社日立製 作所機械研究所内 (72)発明者 上田 新次郎 土浦市神立町502番地 株式会社日立製 作所機械研究所内 (72)発明者 園部 正 日立市幸町3丁目1番1号 株式会社日 立製作所日立工場内 (72)発明者 村下 達 厚木市森の里若宮3番1号 日本電信電 話株式会社厚木電気通信研究所内 (72)発明者 井戸 敏 厚木市森の里若宮3番1号 日本電信電 話株式会社厚木電気通信研究所内 (72)発明者 黒石 一夫 日立市会瀬町2丁目9番1号 日立サー ビスエンジニアリング株式会社内 (56)参考文献 特開 昭63−200499(JP,A)

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】一端から荷電粒子ビームが入射し、他端か
    ら荷電粒子ビームが出る偏向部真空チャンバと、該偏向
    部真空チャンバを取り囲むように設置された偏向電磁石
    とを備えたシンクロトロン放射光発生装置において、 前記偏向部真空チャンバ内のシンクロトロン放射光が照
    射される位置、あるいはシンクロトロン放射光が照射さ
    れる位置及びシンクロトロン放射光の反射光が当たる位
    置に、99.99%以上の高純度の銅又はアルミニウムから
    なるビームアブソーバーを設け、このアブソーバーの一
    部を前記偏向部真空チャンバの外側に突出させ、この突
    出したアブソーバーの部分に冷却管を設けたことを特徴
    とするシンクロトロン放射光発生装置。
  2. 【請求項2】前記ビームアブソーバーを前記偏向電磁石
    を支持するサポートのシンクロトロン放射光が照射され
    る部分に設けたことを特徴とする特許請求の範囲第1項
    記載のシンクロトロン放射光発生装置。
JP62060982A 1987-03-18 1987-03-18 シンクロトロン放射光発生装置 Expired - Lifetime JP2515783B2 (ja)

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EP88104169A EP0282988B1 (en) 1987-03-18 1988-03-16 Synchrotron radiation source
DE3887996T DE3887996T2 (de) 1987-03-18 1988-03-16 Synchrotron-Strahlungsquelle.
US07/169,598 US4994753A (en) 1987-03-18 1988-03-17 Synchrotron radiation source
US07/616,844 US5177448A (en) 1987-03-18 1990-11-21 Synchrotron radiation source with beam stabilizers

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JPH0734400B2 (ja) * 1987-02-14 1995-04-12 日本電信電話株式会社 シンクロトロン放射光発生装置

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JPS63228600A (ja) 1988-09-22

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